水環境綜合整治工程中水土保持方法和效果

劉增淳

(惠州水務集團碧水工程項目管理有限公司，廣東 惠州 516001)

0 引 言

水土保持是生態環境可持續發展的重中之重，在水污染愈發嚴重的背景下，水環境綜合整治工程越來越多，雖然可以緩解水環境污染問題，但也引起水土流失問題。水土流失不但會致使土地利用面積減小，也會堵塞河道，破壞生態環境。很多在水土保持方面，多采取植樹種草的方法，但此種方法取得效果有限，且需要較長的時間，才能取得水土保持效果。在冷水坑河水土保持中采取了分區防治措施，取得了良好效果，具體內容如下。

1 工程概述

冷水坑河水環境綜合整治工程位于廣東省惠州市惠城區。均為金山湖的支流，屬于白沙仔排澇分倉內的主要河涌。冷水坑河位于惠州市金山湖片區和尖峰山地區，由西向東途徑惠州學院、山水華府、金湖苑，至邱屋村匯入冷水坑主河道，最終流入金山湖。蓮塘布河起點是小(1)型蓮塘布水庫，流經惠大鐵路、商貿技校及衛生職業技術學院、穿過惠南大道、后流經田心村、河村，穿過奧林匹克體育場館，最后匯入金山湖。本工程的施工不可避免擾動原地貌、損壞土地和植被，產生水土流失。根據工程特性及工程項目區水土流失特點，依據“預防為主，保護優先”的水土保持工作方針和法律規定的水土保持行政許可程序，本工程應做好水土保持工作。制定有效的防治措施，使新增項目建設的水土流失得以有效控制、生態環境得以有效改善。

2 水土流失量預測的方法

2.1 預測時段

水土保持是一項非常復雜的工作，需要綜合考慮多方面因素，通過科學的方法預測水土流失量，可為水土保持方案的編制提供真實有效的參數。在冷水坑河水環境綜合整治工程施工中，水土流失量預測主要集中在兩個階段，其一是施工階段；其二是自然恢復階段。各預測單元的預測時段，都按照最不利的情況進行綜合考慮，超過雨季長度的按照全年計算，而未超過雨季長度的則按照雨季長度的比例進行計算，冷水坑河水環境綜合整治工程施工階段為2017年7月至2019年6月，共計2年，自然恢復階段為1年。

2.2 預測方法

冷水坑河水環境綜合整治工程施工中可能新增的水土流失量指的是因為工程施工改變地貌形態、土壤結構、破壞地表植被后引起的水土流失增大情況[1]。因此，通過計算因工程地表改變之后，預測時段內的水土流失量，減去沒有施工情況下，預測時段內原有水土流失量，具體的計算公式下：

土壤流失量計算公式：

(1)

新增土壤流失量計算公式：

(2)

(3)

式中：W為擾動地表土壤流失量，t；△W為新增土壤流失量，t；i為預測單元(1，2，3，……，n-1，n)；k為預測時段，1、2、3，指施工準備期、施工期和自然恢復期；Fi 表示第i個預測單元的面積，km2；Mik為擾動后不同預測單元不同時段的土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；△Mik為不同單元各時段新增土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；Mi0為擾動前不同預測單元土壤侵蝕模數，t/(km2·a)；Tik為預測時段(擾動時段)，a。

2.3 預測結果

案例工程屬南方紅壤丘陵區，土壤侵蝕以水力侵蝕為主，土壤容許流失量為500t/km2·a。通過現場調查，項目建設區內大部分為現狀道路占地和草地，水土保持情況良好。據此，本項目水土流失預測選定土壤侵蝕模數背景值為500t/km2·a。該水土流失監測結果為：≤4m的土質堆渣侵蝕模數為2.73萬t/(km2·a)，開挖面土壤侵蝕模數為1.31萬t/(km2·a)，平土區土壤侵蝕模數為0.76萬t/(km2·a)。參照東深供水改造工程土壤侵蝕實測數據，結合本工程具體情況，確定各項目區在施工期擾動后的侵蝕模數值。

3 水土保持常用的方法措施

從冷水坑河水環境綜合整治工程水土流失量預測的結果可知，在具體整治過程中，水土流失問題依然非常嚴重，需要采取以下針對性的水土保持方法措施，才能開展水土整治，可采取分區防治的措施，具體做法如下。

3.1 主體工程區的水土保持方法

就冷水坑河水環境綜合整治工程而言，主題方案設計了大量的景觀綠化措施，在施工期間為控制水土流失，所有的導流明渠、圍堰等設置了彩條布進行護面處理。具體做法如下：

1)新增排水沉沙，在景觀綠地區域，通過挖填的方法，在邊坡坡腳的位置和斜坡外側設置磚砌截水和排水溝，規格≥0.4m×0.4m，并在排水口的位置布設磚砌沉砂池，規格為2.0m×1.5m×1.2m。

2)新增土袋攔擋，在冷水坑河水環境綜合整治工程施工臨時堆土四周，以及填方邊坡坡腳位置，設置矩形土袋攔擋，寬度≥0.6m，高度≥0.8m。

3)新增彩條布覆蓋，在冷水坑河水環境綜合整治工程施工之前需要預備好充足的塑料彩布條，在下雨天需要對臨時裸露的堆料和邊坡進行全面覆蓋防護處理[2]。

4)新增洗車池，在冷水坑河水環境綜合整治工程施工車輛出入口位置設置洗車池對進出施工現場的車輛進行清洗，洗車池規格為18m×6m×0.6m。

3.2 施工營造區的水土保持方法

在案例工程施工中布設了一個施工營造區，占地面積為0.26hm2，在主體工程設計中并沒有考慮施工營造區的水土保持相關辦法，但在具體施工中，為控制水土流失量，需要采取行之有效的水土保護措施[3]。比如：在施工營造區四周布設磚砌排水溝，并在排水溝出口位置設置矩形沉砂池，深度≥0.4m，寬度也≥0.4m。并用C15混凝土作為墊層，厚度≥0.1cm。墊層表面用1∶2的水泥砂漿做抹面處理，排水溝用M7.5水泥砂漿砌MU10蒸壓灰砂沙磚。此外，施工營造區施工完成之后，需要進行全區域整地處理，并撒播草籽，整地面積為0.26hm2，撒播草籽的面積也應該是0.26hm2。

3.3 施工便道區域的水土保持方法

冷水坑河水環境綜合整治工程施工便道的長度比較大，達到2.868km，施工道路占地面積為1.04hm2，施工便道位于河道永久征占地內，對全部施工區域內對施工便道進行臨時硬化處理，為更好保持施工便道的水土不流失，在臨時施工道路低洼一側布設了臨時排水溝，出水口位置也設置了沉砂池，總體形狀為梯形斷面，上底寬度為0.9m，下底的寬度為0.3m，深度為0.3m，坡比為1∶1，并用1∶2的水泥砂漿做抹面處理。在排水溝上每隔400m就布設一個沉砂池，長2.0m，寬1.5m，深1.2m，選擇C15混凝土作為墊層，厚度控制在0.15m左右，池壁用M7.5水泥砂漿砌筑MU10蒸壓灰砂磚，其壁厚控制在0.24m左右，池壁表面用1∶2的水泥砂漿抹面。施工結束之后，由于部分路段作為農用路使用，不用全部進行整地和撒播草籽。

3.4 取土場的水土保持方法

冷水坑河水環境綜合整治工程借方量達到1.35萬m3，因此布設了一個專門的取土場，占地面積為0.27hm2，為控制取土場水土流失，在具體施工中采取了如下水土保持方法：

1)在取土場開采之前，先進行表土剝離處理，處理厚度控制在0.3m左右，剝離的表土集中堆放到土場內部空地范圍中，但需要保證堆放的高度不超過3m，邊坡坡度不超過1∶1.5，取土完成之后，及時回填上臨時堆放的表土，可用于植物作物營養土[4]。

2)在取土之前，需要在取土場的頂部和四周修建截水溝，截水溝底部寬度控制在0.3m左右，深度控制在0.3m左右，頂部寬度控制在0.6m左右，形成倒梯形截水溝。

3)料場開采完成之后，需要在東側形成3m高的挖方邊坡，為提升取土場坡面的穩定性，開采完成之后，形成最終坡度不能超過1∶1.5， 并進行噴播植草護坡，草種最好選擇狗牙根和百喜草混合噴播。

3.5 棄渣場的水土保持方法

在冷水坑河水環境綜合整治工程施工中形成大量棄渣，達到10.25萬m3，占地面積為2.10hm2，為控制棄渣場水土流失。在四周修建了一圈磚砌排水溝，規格為0.6m×0.6m。并在棄渣平臺之上修建梯形斷面簡易排水溝，深度為0.3m，下底寬0.3m，頂部寬度0.9m。棄渣場中內部雨水匯集后通過沉砂池沉淀后排入到周邊排水系統中。如果遇到暴雨天氣，需要對裸露渣體用防水彩條布全覆蓋，從而避免發生沖刷破壞。

4 水環境綜合整治工程中水土保持效果分析

4.1 生態效益

水土流失防治措施實施后，可以有效防止項目區水土流失，避免因開發建設項目引起新增的水土流失對周圍環境的危害；同時，工程建設完畢后對項目區內可綠化區域盡可能的進行植被恢復，有效改善項目區及周邊生態環境[5]。

4.2 社會效益

本工程設計的水土保持綜合治理措施，可修復和重建項目區植被，恢復項目區地表植被的功能，可有效攔截地表徑流和泥沙，減輕工程建設新增水土流失對周邊地區的危害和影響，保障主體工程安全運行和周圍群眾生產生活及交通安全。

4.3 經濟效益

水土保持措施產生的經濟效益包括直接經濟效益和間接經濟效益。間接經濟效益，包括通過采取工程和植物措施，項目在建設期和自然恢復期間可減少水土的流失量，減輕和改善工程占地對當地社會環境造成的不良影響。本項目直接經濟效益體現不明顯，主要表現為間接經濟效益，如減少泥沙入河涌、溝渠的同時也一定程度上降低了清淤費用。

5 結 語

綜上，結合冷水坑河水環境綜合整治工程實際情況，分析了水土保持方法和效果，分析得出，在河水環境綜合整治工程施工中必然會造成一定的水土流失，不利于生態環境持續發展。這就需要結合河水環境綜合整治工程實際情況，按照各工程區域現場水土流失情況，采取有針對性的水土保持方法，可獲得良好的綜合效益，從而保證河水環境綜合整治工程能夠更好的完成。